工業廠區雨水收集系統方案
工業廠區雨水收集項目的方案設計以分別進行了年均水量平衡計算和月均水量平衡計算，并在選定了地下雨水清水池容積后對月均水量平衡進行了核算，最終得出了該方案雨水收集量能夠滿足廠區內綠化用水量，水面蒸發量和其他水量損失需要的結論。經濟效益分析表明，雨水收集系統每年可節約自來水44430m3經濟效益顯著。
水資源短缺的問題呢。已經成為制約全球經濟發展、人民生活水平提高的重要因素，如何解決或緩解這一棘手的矛盾，早已成為世界各國都在思考探索的問題。早在20世界30年代，美國就出現了世界上第一個將出水再生利用于景觀用水的污水處理廠，日本從60年代也開始了這方面的研究，而對雨水的再生利用從20世紀70年代未才開始出現，2000~2001年的中國水資源公報公布的統計數據顯示，我國年降雨總量遠大于供水總量，但以雨水為水源的供水量所占比例卻極小，大量的雨水資源被白白浪費。隨著雨水利用技術的迅速發展，大規模的雨水收集利用已經成為可能。另外2001年建設部出臺的《綠色生態住宅小區建設要點與技術導則》規定：小區綠化，景觀，洗車，道路噴灑，公共衛生等用水宜使用中水或雨水，這就為雨水利用的全面推廣創造了政策條件，而(建筑雨水小區雨水利用工程技術規范))(GB50400-2006)從技術層面上給出了許多具體的要求，這就使得雨水的收集利用變得有章可循。
1、工程概況
此次介紹蘇州市郊區某工業廠區的雨水收集方案與設計詳解，該廠區為新建的現代化廠區，位于蘇州市郊區占地約20hm3，節本呈長方形布置，其中綠化面積約69000m3，樓房共5棟，屋面面積共約47000m3，主要道路均為硬化路面，路面面積共約30000m3主辦公樓前的中心廣場硬化地面面積約23000m3;景觀水面面積6905m3;噴泉水景水面面積4415m3，業主對廠區內的環境建設提出了很高的要求，除了必要的綠化外，還準備建造大面積的噴泉，人造水景和景觀水塘等。另外，業主非常重視保護環境，節約水資源，有意投資建設雨水收集樓系統，收集到雨水主要用于景觀，綠化和生產。
2、雨水收集利用系統的設計
雨水收集范圍包括：1~4號樓屋面雨水、部分硬化道路路面雨水和中心廣場地面雨水，各部分的匯水面積見表1。
整個系統的設計和布置，要結合廠區內建筑物、道路、綠地和用水電的分部特點，并綜合考慮各雨水收集單元的受污染程度、雨水利用點對水質的要。建筑屋面的雨水一般受污染程度較低，經初期棄流和沉淀后收集于蓄水池，使用時經機械過濾、紫外線消毒和氯消毒，主要用于噴泉、人造水景及生產等對水質要求較高的用水點。硬化道路和廣場的地面污染物相對較多，雨水受污染程度較高，初期雨水棄流后，中后期雨水經沉淀格柵井處理，再經水生植物過渡帶匯入景觀水塘。澆曬綠地用水對水質的要求不高，可直接從景觀水塘取水。同時，為了保證景觀水體的水質和循環流動，在水位最低的水體附近設置生態綠地，景觀水經綠地處理后加壓送至水體的水位最高處。噴泉和水景的水根據水質情況定期換(每月一次)，在綠化作用水期，其棄水排入景觀水塘，補充綠化用水量，在非綠化用水期，其棄水可直接排放到市政雨水管。景觀水塘，噴泉水景均預留自來水補水口，以便于調節和管理。雨水蓄水池布置成地埋式，生態綠地采用潛流式，雨水的收集盡量結合地形，以自流為主，必要的地方設置提升泵。系統布置見圖1。
3、水量平衡計算及主要參數的確定
1、計算依據，氣象資料
氣象資料包括降雨量資料和水面蒸發量資料。蘇州市年均降雨量1150mm。蘇州市瀕臨太湖，年均水面蒸發量912,2mm(1980~2000年)，月均蒸發量按照太湖水面的月均發量計算，太湖水面的多年月均蒸發量資料(1980~2000年)見表2。
2、計算方法
綠化用水量按照《室外給水設計規范》(GB50013-2006)的規定，澆曬綠地的用水定額為1~3L(d·m3)。由于蘇州地處太湖地區，雨量充沛，空氣潮濕，澆曬綠地用水定額選為：4~9月1.5L(d·m3)3/10月1L/(d·m3)其他月份植物處于休眠期，不需要澆曬。
3、雨水收集量
可收集雨水量按式計算：
其他損失水量按總用水量的10%計算，
年均水量平衡計算，廠區雨水收集利用的年均水量平衡計算見表3計算結果表明，廠區每年收集到的雨水量完全可以滿足廠區的綠化用水及睡眠蒸發等損失水量的需要，富余雨水經處理后可用作生產用水。
月均水量計平衡計算
廠區雨水收集利用的月均水量平衡計算詳見表4，從表中的數據可以看出，在生產補水全部采用處理后的雨水情況下，除4月和10月外，其他月份收集到的雨水均能滿足當月總用水量的需要，而且還有一部分富余量，其中6月和9月的富余量都有超過2000m3。如果9月的富余雨水能夠完全被收集，足夠彌補10月的用水缺口，因此，從理論上講，只有4月需要自來水補充。
雨水調蓄池容積計算
按照德國雨水調蓄池的容積計算方法。V=(年雜用水量與年雨水產生水量中的最小值)x0.03其中V為雨水調蓄池有效容積，m3;0.06為儲存3周雜用水量相應的系數。
在該工程中，年雜用水量取年總用水量，即為36406m3，小于年雨水產水量581468m3，因此雨水蓄水池的理論有效容積為V=36406x0.06=2184(m3)。在本方案中，綠化用水景觀水塘中取得，景觀水塘起到了雨水蓄水池的作用，景觀水塘的可變水位控制在0.2m以內，水面面積為6905m3，則景觀水塘的有效容積只需達到803m3，即可滿足雨水調蓄的要求。噴泉水景總水量約2000m3，更換其用水時，可全部更換也可部分更換，依水質和降雨情況而定。另外，業主有意將遠期規劃建設的廠房的屋面雨水也收集利用。因此，綜合考慮，雨水蓄水池有效容積暫定為2400m3，分為兩格。蓄水池收集到的屋面雨水除用作生產和噴泉水景的補水外，富余量可以通過噴泉水景以拍攝的形式補充到景觀水塘，用以補充綠化用水，每月降雨按兩次計算，進行琢月水量的核算計算結果見表5。
從表5中的數據可以看出，各月份的自來水補充量均小于當月生產用水量，說明雨水收集量均能滿足當月綠化、水面蒸發及其他損失水量的需求。自來水補水應以補充生產用水為主，當月景觀水塘可調節水量不能滿足綠化等用水的需要時，可從噴泉水景處取得，然后再由蓄水池補充。另外，如果每月降雨按兩次計算，蓄水池的有效收集水量為4800m3，而現在每月實際的收集量遠遠低于此值。雨水蓄水池的有效容積之所以定位2400m3，主要是為遠期規劃的2萬㎡廠房屋面雨水的收集預留空間。因此，景觀水塘的可變水位控制在0.2m以內、雨水蓄水池的有效容積定位2400m3是合理的。
其他設備實施參數的確定
1、生態綠地
景觀水體總水量約8400m3，保證7天內完成一次循環，則生態綠地的處理能力為1200m3/d循環水泵流量50m3/h。選取水力負荷1m3/(㎡·d)則生態綠地的面積為1200㎡。
2、沉淀池
取蓄水池單池有效容積的10%，即為120m3
3、機械過濾罐
過濾流量15m3/h過濾罐半徑0.7m，過濾面積1.54㎡，濾速9.74m/h。
4、沉淀格柵井
沉淀格柵并設置在道路、廣場的雨水支管連接到干管之前，其形式及尺寸如圖2所示。
5、水生植物過渡帶
在地面雨水匯入景觀水塘的雨水口處，設置水生植物過渡帶，以攔截漂浮雜物，并減小雨水對塘底沖刷。過渡帶的寬度不下雨2m，依綠化環境種植蘆葦、菖蒲，荷花等挺水植物。
水質保障
1、技術措施
(1)建筑屋面采用不產生污染的材料，屋面雨水的收集采用雨水斗。收集到的雨水經過沉淀池和濾池的處理后再儲存于清水池或景觀水塘。
(2)在雨水清水池設置紫外燈消毒設備。
(3)水質惡化的景觀用水定期經過人工濕地處理循環利用。
(4)考慮到景觀水塘水面面積比較大，可以在水塘中設置若干小型的噴泉或者表面曝氣機，以增加水體中的DO，抑制或延緩水體富營養化的發生還可以在水塘內種植水生植物，即美化了環境，又強化了水體的自凈能力，有利于景觀水塘的水質改善。
(5)由于樹葉，枯草等植物體在落入景觀水塘后會腐爛分解，其中的營養元素(主要是氯磷)就會釋放到水體中，從而造成藻類等微生物的繁殖。當藻類達到一定數量時，就會在水塘淺水區的塘底形成一層比較厚的生物膜，在雨水或水流的沖刷下，生物膜就會脫落，并漂浮或懸浮在水體中。為了防止這些生物膜在人工濕地處理景觀水塘的水時造成人工濕地填料的堵塞，在提升泵的吸水井井口應設置孔徑較小的濾網，攔截生物膜等雜物。
管理措施
(1)加強對道路的清掃。
(2)每天定時運行雨水清水池內的紫外燈消毒設備，定期檢查紫外燈的消毒效果。
(3)定期姓劉景觀水塘內的雜物，友情是漂浮或懸浮的生物膜，定期清理水塘內提升泵吸水井濾網，防止水泵和人工濕地堵塞。
(4)定期清理沉淀池內的沉積物，定期對砂礫濾池和礫石濾池進行反沖洗，以保證沉淀池的沉淀效果和濾池的過濾效果。
結論
1、通過年均水量平衡和月均水量平衡的計算，工業廠區雨水收集利用是可行的。
2、加藥過濾與紫外線和氯聯合消毒可以有效保證噴泉水景和生產用水的水質，生態綠地的設置保證了景觀水體的循環流動和水質，能夠滿足綠化和景觀效果的需要。
3、雨水收集系統在經濟上是可行的。
